A IBM Quantum considera que o caminho para uma computação quântica útil não passa por um salto direto dos dispositivos atuais para um computador totalmente tolerante a falhas, mas por um espectro de técnicas de mitigação, detecção e correção de erros. Segundo um material publicado por Ali Javadi-Abhari, Blake Johnson, Alireza Seif e Jennifer Janechek em 15 de setembro de 2026, o critério prático de progresso não é apenas o número de qubits lógicos, mas o tamanho e a complexidade dos circuitos que podem ser executados com confiabilidade usando os recursos disponíveis.
A ideia baseia-se em um compromisso fundamental entre tempo e número de amostras, de um lado, e número de qubits e portas, de outro. A correção de erros quânticos codifica informações em qubits lógicos e trata os erros durante ou após a execução do circuito, mas requer um grande número de qubits e portas, além de hardware com taxas de erro mais baixas, conexões de longa distância e decodificação em tempo real. Já a mitigação de erros depende da execução repetida do circuito para reduzir o efeito do ruído, o que aumenta o custo de amostragem e pode se beneficiar da computação de alto desempenho para reduzir esse custo.
O que os métodos híbridos acrescentam?
Na região intermediária entre as duas abordagens, as técnicas híbridas usam conjuntamente elementos de correção e de mitigação de erros. A IBM afirma que técnicas recentes de correção de erros demonstraram taxas de erro efetivas cerca de dez vezes menores que as taxas do hardware físico subjacente, enquanto métodos híbridos demonstraram uma redução de 63 vezes na sobrecarga de amostragem inferida em comparação com o uso exclusivo da mitigação de erros.
Um exemplo é a correção de erros pós-seleção usando códigos de espaço-tempo, que distribuem testes de Pauli de baixo peso pelo espaço e pelo tempo. A execução do hardware é descartada se não passar nos testes exigidos. Em um experimento mencionado no material, foram codificados 64 qubits lógicos usando 76 qubits físicos, com 314 portas T, e executado um circuito que incluía 2336 portas CZ. Após a seleção dos síndromes, a taxa de erro efetiva das portas melhorou cerca de dez vezes, com fidelidade mínima de 0,349 e confiança de 95%.
Entretanto, a seleção não elimina todos os erros, pois parte do ruído pode escapar aos testes de simetria. Por isso, a IBM menciona um resultado de pesquisa que combinou esse método com a extrapolação probabilística de erros (PEC), permitindo obter valores esperados semelhantes usando um número de amostras muito menor do que o exigido pelo PEC isoladamente. Esse resultado não comprova a obtenção de tolerância completa a falhas, mas mostra como a detecção de erros pode ser combinada com sua mitigação para extrair melhor desempenho dos dispositivos atuais.
O controle por software é parte do sistema de correção
A abordagem não se limita ao projeto dos códigos. A IBM afirma que a plataforma IBM Quantum e o Qiskit permitem acesso a vários níveis da pilha, desde pulsos de controle e calibrações personalizadas até circuitos dinâmicos que combinam medições durante a execução com processamento clássico e realimentação imediata.
O modelo de execução orientada, lançado como serviço experimental no ano anterior, também permite ajustar a mitigação de erros pelo lado do cliente, além de oferecer ferramentas para criação de perfis e aprendizado do ruído. Com pacotes como qiskit-noise-learning, qiskit-mitigation e Samplomatic, os pesquisadores podem criar protocolos personalizados para aprender o ruído e executar estratégias padronizadas de mitigação. A ferramenta Executor também adiciona a possibilidade de recuperar informações de estado e pontos IQ, em vez de se limitar aos resultados binários da medição, o que pode ser útil para decodificação, verificação de estado e análise de vazamento.
Dois caminhos para reduzir o custo da tolerância completa a falhas
O material também aborda a correção quântica condicional, na qual as portas Clifford podem ser protegidas por correção de erros, enquanto os erros das portas T codificadas são mitigados usando métodos como probabilidades quânticas. Como a mitigação é aplicada apenas às portas que não pertencem ao grupo Clifford, sua sobrecarga pode se tornar mais administrável em dispositivos que começaram a operar no nível lógico.
Outro caminho proposto é o uso de rotações transversais fracas que são decididas condicionalmente com base em medições dos síndromes do código. Os ramos com síndromes incorretos podem ser descartados ou repetidos, em vez de depender integralmente da fabricação, destilação e roteamento do teletransporte de estados mágicos. A IBM afirma que essa ideia pode reduzir o tempo de execução de dezenas a centenas de vezes em comparação com a abordagem Clifford + T tradicional, mas isso continua sendo um resultado de pesquisa esperado, e não um desempenho comprovado em um sistema tolerante a falhas em produção.
O que muda na prática?
Os códigos hierárquicos oferecem outro caminho. Eles posicionam códigos algébricos, como códigos Reed-Solomon quânticos, sobre códigos qLDPC internos, de modo que as operações lógicas do código interno forneçam a conectividade de longa distância exigida pelo código externo sem acrescentar a mesma complexidade ao hardware. A IBM afirma que a composição de códigos Reed-Solomon sobre um código interno de alta taxa pode teoricamente alcançar a faixa de 1012 operações lógicas com uma taxa de erro físico de 10-3, usando uma unidade de menor complexidade de engenharia.
Contudo, a correção hierárquica de erros em tempo real não está diretamente disponível nos sistemas da geração atual. Além disso, seu aproveitamento exige uma integração estreita entre unidades de processamento quântico e processadores CPU e GPU ou aceleradores especializados, algo que a IBM relaciona à interface IBM Quantum Systems API e à arquitetura de supercomputação centrada no quântico.
Leitura da certi.news: O principal valor da proposta da IBM é deslocar o debate da pergunta “quando surgirá o computador tolerante a falhas?” para uma pergunta mais mensurável: qual é o tamanho do circuito que pode ser executado com confiabilidade em cada ponto do caminho? Os números mencionados indicam um avanço importante na redução do custo do ruído, mas não significam que os dispositivos atuais tenham alcançado tolerância completa a falhas ou que aplicações práticas de grande escala já estejam disponíveis. Os resultados dependem de modelos de ruído, seleção de amostras e recursos clássicos, enquanto a escalabilidade, a conectividade e o tempo necessário para a decodificação continuam sendo questões em aberto. Portanto, o caminho gradual parece promissor para os pesquisadores, mas não elimina a lacuna de engenharia entre um experimento com um circuito lógico aprimorado e a construção de um computador quântico tolerante a falhas em grande escala.